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Freescale
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MC68HC908AS32A
DATA SHEET
274 pgs2.06 Mb0
Table of contents
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Freescale MC68HC908AS32A DATA SHEET

MC68HC908AS32A
Data Sheet
M68HC08 Microcontrollers
MC68HC908AS32A Rev. 1 9/2005
freescale.com
MC68HC908AS32A
Data Sheet
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Freescale Semiconductor 3

Revision History

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Revision History
Date
September,
2005
Revision
Level
1
Description
Reformatted to meet new publications guidelines. Modules updated with additional data
1.4.16 BDLC Receive Pin (BDRxD) — Corrected name of BDLC receive pin
to BDRxD.
Removed Keyboard Interface Module N/A
Removed Timer Interface Module B Removed all references to TIMB and TBCLK
Page
Number(s)
Throughout
25
N/A
MC68HC908AS32A Data Sheet, Rev. 1
4 Freescale Semiconductor

List of Chapters

Chapter 1 General Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Chapter 2 Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Chapter 3 Analog-to-Digital Converter (ADC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Chapter 4 Byte Data Link Controller (BDLC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Chapter 5 Clock Generator Module (CGM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
Chapter 6 Configuration Register (CONFIG1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
Chapter 7 Configuration Register (CONFIG2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
Chapter 8 Computer Operating Properly (COP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
Chapter 9 Central Processor Unit (CPU). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121
Chapter 10 External Interrupt Module (IRQ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
Chapter 11 Low-Voltage Inhibit (LVI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Chapter 12 Programmable Interrupt Timer (PIT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143
Chapter 13 Input/Output Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149
Chapter 14 Serial Communications Interface (SCI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163
Chapter 15 System Integration Module (SIM). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187
Chapter 16 Serial Peripheral Interface (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Chapter 17 Timer Interface Module (TIM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225
Chapter 18 Development Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .243
Chapter 19 Electrical Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .257
Chapter 20 Ordering Information and Mechanical Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . .269
Freescale Semiconductor 5
List of Chapters
6 Freescale Semiconductor

Table of Contents

Chapter 1
General Description
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.3 MCU Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.4 Pin Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.4.1 Power Supply Pins (V
1.4.2 Oscillator Pins (OSC1 and OSC2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4.3 External Reset Pin (RST
1.4.4 External Interrupt Pin (IRQ
1.4.5 External Filter Capacitor Pin (CGMXFC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4.6 Analog Power Supply Pin (V
1.4.7 Analog Ground Pin (V
1.4.8 ADC Reference High Voltage Pin (V
1.4.9 Port A Input/Output (I/O) Pins (PTA7–PTA0). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.10 Port B I/O Pins (PTB7/ATD7–PTB0/ATD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.11 Port C I/O Pins (PTC4–PTC0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.12 Port D I/O Pins (PTD6–PTD0/ATD8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.13 Port E I/O Pins (PTE7/SPSCK–PTE0/TxD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.14 Port F I/O Pins (PTF3–PTF0/TCH2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.15 BDLC Transmit Pin (BDTxD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.16 BDLC Receive Pin (BDRxD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
and VSS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
DD
). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
DDA/VDDAREF
SSA/VREFL
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
REFH
Chapter 2
Memory
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2 Unimplemented Memory Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3 Reserved Memory Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.4 Input/Output (I/O) Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.5 Additional Status and Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.6 Vector Addresses and Priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.7 Random-Access Memory (RAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.8 Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.8.1 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.8.1.1 EEPROM Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.8.1.2 EEPROM Timebase Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.8.1.3 EEPROM Program/Erase Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.8.1.4 EEPROM Block Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.8.1.5 EEPROM Programming and Erasing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.8.1.6 Program/Erase Using AUTO Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Freescale Semiconductor 7
Table of Contents
2.8.1.7 EEPROM Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.8.1.8 EEPROM Erasing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.8.2 EEPROM Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.8.2.1 EEPROM Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.8.2.2 EEPROM Array Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.8.2.3 EEPROM Nonvolatile Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.8.2.4 EEPROM Timebase Divider Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.8.2.5 EEPROM Timebase Divider Nonvolatile Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.8.3 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.8.3.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.8.3.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.9 FLASH Memory (FLASH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.9.1 FLASH Control and Block Protect Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.9.1.1 FLASH Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.9.1.2 FLASH Block Protect Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.9.2 FLASH Block Protection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.9.3 FLASH Page Erase Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.9.4 FLASH Mass Erase Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.9.5 FLASH Program Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.9.6 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.9.6.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.9.6.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Chapter 3
Analog-to-Digital Converter (ADC)
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.3.1 ADC Port I/O Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.3.2 Voltage Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.3.3 Conversion Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.3.4 Continuous Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.3.5 Accuracy and Precision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.4 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.5 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.5.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.5.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.6 I/O Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.6.1 ADC Analog Power Pin (V
3.6.2 ADC Analog Ground Pin (V
DDAREF
SSA
3.6.3 ADC Voltage In (ADCVIN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.7 I/O Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.7.1 ADC Status and Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.7.2 ADC Data Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.7.3 ADC Input Clock Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
)/ADC Voltage Reference Pin (V
REFH
)/ADC Voltage Reference Low Pin (V
) . . . . . . . . . . . . . . 60
) . . . . . . . . . . . . 61
REFL
8 Freescale Semiconductor
Table of Contents
Chapter 4
Byte Data Link Controller (BDLC)
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.3.1 BDLC Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.3.1.1 Power Off Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.3.1.2 Reset Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.3.1.3 Run Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.3.1.4 BDLC Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.3.1.5 BDLC Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.3.1.6 Digital Loopback Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.3.1.7 Analog Loopback Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.4 BDLC MUX Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.4.1 Rx Digital Filter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.4.1.1 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.4.1.2 Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.4.2 J1850 Frame Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.4.3 J1850 VPW Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.4.4 J1850 VPW Valid/Invalid Bits and Symbols. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.4.5 Message Arbitration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.5 BDLC Protocol Handler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.5.1 Protocol Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.5.2 Rx and Tx Shift Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.5.3 Rx and Tx Shadow Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.5.4 Digital Loopback Multiplexer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.5.5 State Machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.5.5.1 4X Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.5.5.2 Receiving a Message in Block Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.5.5.3 Transmitting a Message in Block Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.5.5.4 J1850 Bus Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.5.5.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.6 BDLC CPU Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.6.1 BDLC Analog and Roundtrip Delay Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.6.2 BDLC Control Register 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.6.3 BDLC Control Register 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.6.4 BDLC State Vector Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.6.5 BDLC Data Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.7 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.7.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.7.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Chapter 5
Clock Generator Module (CGM)
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Freescale Semiconductor 9
Table of Contents
5.3.1 Crystal Oscillator Circuit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.3.2 Phase-Locked Loop Circuit (PLL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.3.2.1 Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.3.2.2 Acquisition and Tracking Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.3.2.3 Manual and Automatic PLL Bandwidth Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.3.2.4 Programming the PLL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.3.2.5 Special Programming Exceptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.3.3 Base Clock Selector Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.3.4 CGM External Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.4 I/O Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.4.1 Crystal Amplifier Input Pin (OSC1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.4.2 Crystal Amplifier Output Pin (OSC2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.4.3 External Filter Capacitor Pin (CGMXFC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.4.4 Analog Power Pin (V
). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
DDA
5.4.5 Oscillator Enable Signal (SIMOSCEN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.4.6 Crystal Output Frequency Signal (CGMXCLK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.4.7 CGM Base Clock Output (CGMOUT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.4.8 CGM CPU Interrupt (CGMINT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.5 CGM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.5.1 PLL Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.5.2 PLL Bandwidth Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
5.5.3 PLL Programming Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.6 Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.7 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.7.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.7.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.8 CGM During Break Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.9 Acquisition/Lock Time Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.9.1 Acquisition/Lock Time Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.9.2 Parametric Influences on Reaction Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.9.3 Choosing a Filter Capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.9.4 Reaction Time Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Chapter 6
Configuration Register (CONFIG1)
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
6.2 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Chapter 7
Configuration Register (CONFIG2)
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
7.2 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
10 Freescale Semiconductor
Table of Contents
Chapter 8
Computer Operating Properly (COP)
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
8.2 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
8.3 I/O Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
8.3.1 CGMXCLK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
8.3.2 STOP Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
8.3.3 COPCTL Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
8.3.4 Power-On Reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
8.3.5 Internal Reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
8.3.6 Reset Vector Fetch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
8.3.7 COPD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
8.3.8 COPL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
8.4 COP Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
8.5 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
8.6 Monitor Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
8.7 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
8.7.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
8.7.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
8.8 COP Module During Break Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Chapter 9
Central Processor Unit (CPU)
9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
9.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
9.3 CPU Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
9.3.1 Accumulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
9.3.2 Index Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
9.3.3 Stack Pointer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
9.3.4 Program Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
9.3.5 Condition Code Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
9.4 Arithmetic/Logic Unit (ALU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
9.5 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
9.5.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
9.5.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
9.6 CPU During Break Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
9.7 Instruction Set Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
9.8 Opcode Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Chapter 10
External Interrupt Module (IRQ)
10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
10.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
10.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
10.4 IRQ
Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Freescale Semiconductor 11
Table of Contents
10.5 IRQ Module During Break Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
10.6 IRQ Status and Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Chapter 11
Low-Voltage Inhibit (LVI)
11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
11.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
11.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
11.3.1 Polled LVI Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
11.3.2 Forced Reset Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
11.3.3 False Reset Protection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
11.4 LVI Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
11.5 LVI Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
11.6 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
11.6.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
11.6.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Chapter 12
Programmable Interrupt Timer (PIT)
12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
12.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
12.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
12.4 PIT Counter Prescaler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
12.5 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
12.5.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
12.5.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
12.6 PIT During Break Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
12.7 I/O Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
12.7.1 PIT Status and Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
12.7.2 PIT Counter Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
12.7.3 PIT Counter Modulo Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Chapter 13
Input/Output Ports
13.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
13.2 Port A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
13.2.1 Port A Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
13.2.2 Data Direction Register A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
13.3 Port B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
13.3.1 Port B Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
13.3.2 Data Direction Register B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
13.4 Port C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
13.4.1 Port C Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
13.4.2 Data Direction Register C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
12 Freescale Semiconductor
Table of Contents
13.5 Port D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
13.5.1 Port D Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
13.5.2 Data Direction Register D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
13.6 Port E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
13.6.1 Port E Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
13.6.2 Data Direction Register E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
13.7 Port F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
13.7.1 Port F Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
13.7.2 Data Direction Register F. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Chapter 14
Serial Communications Interface (SCI)
14.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
14.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
14.3 Pin Name Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
14.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
14.4.1 Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
14.4.2 Transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
14.4.2.1 Character Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
14.4.2.2 Character Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
14.4.2.3 Break Characters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
14.4.2.4 Idle Characters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
14.4.2.5 Inversion of Transmitted Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
14.4.2.6 Transmitter Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
14.4.3 Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
14.4.3.1 Character Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
14.4.3.2 Character Reception. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
14.4.3.3 Data Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
14.4.3.4 Framing Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
14.4.3.5 Baud Rate Tolerance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
14.4.3.6 Receiver Wakeup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
14.4.3.7 Receiver Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
14.4.3.8 Error Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
14.5 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
14.5.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
14.5.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
14.6 SCI During Break Module Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
14.7 I/O Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
14.7.1 PTE0/SCTxD (Transmit Data) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
14.7.2 PTE1/SCRxD (Receive Data) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
14.8 I/O Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
14.8.1 SCI Control Register 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
14.8.2 SCI Control Register 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
14.8.3 SCI Control Register 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
14.8.4 SCI Status Register 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
14.8.5 SCI Status Register 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
14.8.6 SCI Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
14.8.7 SCI Baud Rate Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
Freescale Semiconductor 13
Table of Contents
Chapter 15
System Integration Module (SIM)
15.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
15.2 SIM Bus Clock Control and Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
15.2.1 Bus Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
15.2.2 Clock Startup from POR or LVI Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
15.2.3 Clocks in Stop Mode and Wait Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
15.3 Reset and System Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
15.3.1 External Pin Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
15.3.2 Active Resets from Internal Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
15.3.2.1 Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
15.3.2.2 Computer Operating Properly (COP) Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
15.3.2.3 Illegal Opcode Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
15.3.2.4 Illegal Address Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
15.3.2.5 Low-Voltage Inhibit (LVI) Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
15.4 SIM Counter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
15.4.1 SIM Counter During Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
15.4.2 SIM Counter During Stop Mode Recovery. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
15.4.3 SIM Counter and Reset States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
15.5 Program Exception Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
15.5.1 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
15.5.2 Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
15.5.3 Break Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
15.5.4 Status Flag Protection in Break Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
15.6 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
15.6.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
15.6.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
15.7 SIM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
15.7.1 SIM Break Status Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
15.7.2 SIM Reset Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
15.7.3 SIM Break Flag Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Chapter 16
Serial Peripheral Interface (SPI)
16.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
16.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
16.3 Pin Name and Register Name Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
16.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
16.4.1 Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
16.4.2 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
16.5 Transmission Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
16.5.1 Clock Phase and Polarity Controls. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
16.5.2 Transmission Format When CPHA = 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
16.5.3 Transmission Format When CPHA = 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
16.5.4 Transmission Initiation Latency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
14 Freescale Semiconductor
Table of Contents
16.6 Error Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
16.6.1 Overflow Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
16.6.2 Mode Fault Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
16.7 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
16.8 Queuing Transmission Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
16.9 Resetting the SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
16.10 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
16.10.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
16.10.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
16.11 SPI During Break Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
16.12 I/O Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
16.12.1 MISO (Master In/Slave Out). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
16.12.2 MOSI (Master Out/Slave In). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
16.12.3 SPSCK (Serial Clock) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
16.12.4 SS
16.12.5 V
(Slave Select) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
(Clock Ground) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
SS
16.13 I/O Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
16.13.1 SPI Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
16.13.2 SPI Status and Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
16.13.3 SPI Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
Chapter 17
Timer Interface Module (TIM)
17.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
17.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
17.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
17.3.1 TIM Counter Prescaler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
17.3.2 Input Capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
17.3.3 Output Compare. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
17.3.3.1 Unbuffered Output Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
17.3.3.2 Buffered Output Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
17.3.4 Pulse Width Modulation (PWM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
17.3.4.1 Unbuffered PWM Signal Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
17.3.4.2 Buffered PWM Signal Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
17.3.4.3 PWM Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
17.4 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
17.5 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
17.5.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
17.5.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
17.6 TIM During Break Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
17.7 I/O Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
17.7.1 TIM Clock Pin (PTD6/ATD14/TCLK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
17.7.2 TIM Channel I/O Pins (PTF3/TCH5–PTF0/TCH2 and PTE3/TCH1–PTE2/TCH0) . . . . . . 234
17.8 I/O Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
17.8.1 TIM Status and Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
17.8.2 TIM Counter Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
Freescale Semiconductor 15
Table of Contents
17.8.3 TIM Counter Modulo Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
17.8.4 TIM Channel Status and Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
17.8.5 TIM Channel Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
Chapter 18
Development Support
18.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
18.2 Break Module (BRK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
18.2.1 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
18.2.1.1 Flag Protection During Break Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
18.2.1.2 TIM During Break Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
18.2.1.3 COP During Break Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
18.2.2 Break Module Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
18.2.2.1 Break Status and Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
18.2.2.2 Break Address Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
18.2.3 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
18.3 Monitor Module (MON) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
18.3.1 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
18.3.1.1 Monitor Mode Entry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
18.3.1.2 Monitor Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
18.3.1.3 Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
18.3.1.4 Break Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
18.3.1.5 Baud Rate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
18.3.1.6 Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
18.3.2 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Chapter 19
Electrical Specifications
19.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
19.2 Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
19.3 Functional Operating Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
19.4 Thermal Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
19.5 5.0 Volt DC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
19.6 Control Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
19.7 Analog-to-Digital Converter (ADC) Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
19.8 5.0 Vdc ± 0.5 V Serial Peripheral Interface (SPI) Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
19.9 Clock Generator Module (CGM) Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
19.9.1 CGM Operating Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
19.9.2 CGM Component Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
19.9.3 CGM Acquisition/Lock Time Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
19.10 Timer Module Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
19.11 Memory Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
19.11.1 RAM Memory Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
19.11.2 EEPROM Memory Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
19.11.3 FLASH Memory Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
16 Freescale Semiconductor
Table of Contents
19.12 Byte Data Link Controller (BDLC) Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
19.12.1 BDLC Transmitter VPW Symbol Timings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
19.12.2 BDLC Receiver VPW Symbol Timings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
19.12.3 BDLC Transmitter DC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
19.12.4 BDLC Receiver DC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
Chapter 20
Ordering Information and Mechanical Specifications
20.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
20.2 MC Order Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
20.3 Package Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
Freescale Semiconductor 17
Table of Contents
18 Freescale Semiconductor

Chapter 1 General Description

1.1 Introduction

The MC68HC908AS32A is a member of the low-cost, high-performance M68HC08 Family of 8-bit microcontroller units (MCUs). All MCUs in the family use the enhanced M68HC08 central processor unit (CPU08) and are available with a variety of modules, memory sizes and types, and package types.

1.2 Features

Features include:
• High-performance M68HC08 architecture
• Fully upward-compatible object code with M6805, M146805, and M68HC05 Families
• 8.4 MHz internal bus frequency
• 32,256 bytes of FLASH electrically erasable read-only memory (FLASH)
• FLASH data security
• 512 bytes of on-chip electrically erasable programmable read-only memory with security option (EEPROM)
• 1 Kbyte of on-chip RAM
• Clock generator module (CGM)
(1)
(1)
• Serial peripheral interface module (SPI)
• Serial communications interface module (SCI)
• 8-bit, 15-channel analog-to-digital converter (ADC)
• 16-bit, 6-channel timer interface module (TIM)
• Programmable interrupt timer (PIT)
• System protection features – Computer operating properly (COP) with optional reset – Low-voltage detection with optional reset – Illegal opcode detection with optional reset – Illegal address detection with optional reset
• Low-power design (fully static with stop and wait modes)
• Master reset pin and power-on reset
• SAE J1850 byte data link controller digital module
1. No security feature is absolutely secure. However, Freescale’s strategy is to make reading or copying the FLASH and EE­PROM difficult for unauthorized users.
Freescale Semiconductor 19
General Description
Features of the CPU08 include:
• Enhanced HC05 programming model
• Extensive loop control functions
• 16 addressing modes (eight more than the HC05)
• 16-bit index register and stack pointer
• Memory-to-memory data transfers
• Fast 8 × 8 multiply instruction
• Fast 16/8 divide instruction
• Binary-coded decimal (BCD) instructions
• Optimization for controller applications
• C language support

1.3 MCU Block Diagram

Figure 1-1 shows the structure of the MC68HC908AS32A.
20 Freescale Semiconductor
M68HC08 CPU
CPU
REGISTERS
ARITHMETIC/LOGIC
UNIT (ALU)
CONTROL AND STATUS REGISTERS
USER FLASH — 32, 256 BYTES
USER RAM — 1024 BYTES
USER EEPROM — 512 BYTES
MONITOR ROM — 256 BYTES
USER FLASH VECTOR SPACE — 52 BYTES
OSC1 OSC2
CGMXFC
RST
IRQ
CLOCK GENERATOR
MODULE
SYSTEM INTEGRATION
MODULE
IRQ MODULE
V
REFH
ANALOG-TO-DIGITAL
MODULE
BREAK MODULE
LOW-VOLTAGE INHIBIT
MODULE
COMPUTER OPERATING
PROPERLY MODULE
6-CHANNEL TIMER
INTERFACE MODULE
PROGRAMMABLE INTERRUPT
TIMER MODULE
SERIAL COMMUNICATIONS
INTERFACE MODULE
SERIAL PERIPHERAL INTERFACE MODULE
BYTE DATA LINK CONTROLLER
MCU Block Diagram
PTB
PTC
PTF
PTA7–PTA0
PTB7/ATD7– PTB0/ATD0
PTC4
PTC3 PTC2/MCLK
PTC1–PTC0
PTD6/ATD14/TCLK PTD5/ATD13
PTA4/ATD12
PTD3/ATD11– PTD0/ATD8
PTE7/SPSCK PTE6/MOSI PTE5/MISO PTE4/SS
PTE3/TCH1 PTE2/TCH0 PTE1/RxD PTE0/TxD
PTF3/TCH5– PTF0/TCH2
DDRA
DDRB
DDRC
DDRD
DDRE
DDRF
PTA
PTD
PTE
POWER-ON RESET
MODULE
V
SS
V
DD
V
DDA
V
SSA
POWER
BDRxD BDTxD
AVSS/V
REFK
V
DDAREF
Figure 1-1. MCU Block Diagram for the MC68HC908AS32A
MC68HC908AS32A Data Sheet, Rev. 1
Freescale Semiconductor 21
General Description

1.4 Pin Assignments

Figure 1-2 shows MC68HC908AS32A 52-pin plastic leaded chip carrier (PLCC) assignments.
DDAREF
REFL
/V
/V
SSA
DDA
REFH
V
V
PTD6/ATD14/TCLK
PTD5/ATD13
PTD4/ATD12
47
51
50
49
48
46
PTD3/ATD11
PTC4
CGMXFC
PTC3
PTC2/MCLK
PTC1
PTC0
OSC1
OSC2
7
6
5
4
3
8
2
V
1
52
IRQ
RST
PTF0/TCH2
PTF1/TCH3
PTF2/TCH4
PTF3/TCH5
BDRxD
BDTxD
PTE0/TxD
PTE1/RxD
PTE2/TCH0
PTE3/TCH1
34
PTD2/ATD10
PTD1/ATD9
PTD0/ATD8
PTB7/ATD7
PTB6/ATD6
PTB5/ATD5
PTB4/ATD4
PTB3/ATD3
PTB2/ATD2
PTB1/ATD1
PTB0/ATD0
PTA7
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
SS
DD
V
V
PTA0
PTA1
PTA2
PTA3
PTA4
PTA5
PTE4/SS
PTE5/MISO
PTE6/MOSI
PTE7/SPSCK
45
44
43
42
41
40
39
38
37
36
35
32
33
PTA6
Figure 1-2. 52-Pin PLCC Assignments (Top View)
NOTE
The following pin descriptions are just a quick reference. For a more detailed representation, see Chapter 13 Input/Output Ports.

1.4.1 Power Supply Pins (VDD and VSS)

VDD and VSS are the power supply and ground pins. The MCU operates from a single power supply.
Fast signal transitions on MCU pins place high, short-duration current demands on the power supply. To prevent noise problems, take special care to provide power supply bypassing at the MCU as shown in
Figure 1-3. Place the C1 bypass capacitor as close to the MCU as possible. Use a high-frequency
22 Freescale Semiconductor
Pin Assignments
response ceramic capacitor for C1. C2 is an optional bulk current bypass capacitor for use in applications that require the port pins to source high current levels.
MCU
V
DD
C1
0.1 µF
+
C2
V
DD
NOTE: Component values shown represent typical applications.
V
SS
Figure 1-3. Power Supply Bypassing
V
is also the ground for the port output buffers and the ground return for the serial clock in the SPI. See
SS
Chapter 16 Serial Peripheral Interface (SPI) for more information.
NOTE
V
must be grounded for proper MCU operation.
SS

1.4.2 Oscillator Pins (OSC1 and OSC2)

The OSC1 and OSC2 pins are the connections for the on-chip oscillator circuit. See Chapter 5 Clock
Generator Module (CGM) for more information.

1.4.3 External Reset Pin (RST)

A 0 on the RST pin forces the MCU to a known startup state. RST is bidirectional, allowing a reset of the entire system. It is driven low when any internal reset source is asserted. See Chapter 15 System
Integration Module (SIM) for more information.

1.4.4 External Interrupt Pin (IRQ)

IRQ is an asynchronous external interrupt pin. See Chapter 10 External Interrupt Module (IRQ) for more information.

1.4.5 External Filter Capacitor Pin (CGMXFC)

CGMXFC is an external filter capacitor connection for the clock generator module (CGM). See Chapter 5
Clock Generator Module (CGM) for more information.
1.4.6 Analog Power Supply Pin (V
V
DDA/VDDAREF
is the power supply pin for the analog portion of the ADC and the CGM. See Chapter 3
DDA/VDDAREF
Analog-to-Digital Converter (ADC) and Chapter 5 Clock Generator Module (CGM) for more information.
)
Freescale Semiconductor 23
General Description
1.4.7 Analog Ground Pin (V
The V
SSA/VREFL
pin provides both the analog ground connection and the reference low voltage for the
SSA/VREFL
)
ADC as well as the ground connection for the CGM. See Chapter 3 Analog-to-Digital Converter (ADC) and Chapter 5 Clock Generator Module (CGM) for more information.
1.4.8 ADC Reference High Voltage Pin (V
V
provides the reference high voltage for the ADC. See Chapter 3 Analog-to-Digital Converter (ADC)
REFH
REFH
)
for more information.
1.4.9 Port A Input/Output (I/O) Pins (PTA7–PTA0)
PTA7–PTA0 are general-purpose bidirectional input/output (I/O) port pins. See Chapter 13 Input/Output
Ports for more information.
1.4.10 Port B I/O Pins (PTB7/ATD7–PTB0/ATD0)
Port B is an 8-bit special function port that shares all eight pins with the ADC. See Chapter 3
Analog-to-Digital Converter (ADC) and Chapter 13 Input/Output Ports for more information.
1.4.11 Port C I/O Pins (PTC4–PTC0)
PTC4–PTC3 and PTC1–PTC0 are general-purpose bidirectional I/O port pins. PTC2/MCLK is a special function port that shares its pin with the system clock which has a frequency equivalent to the system clock. See Chapter 13 Input/Output Ports for more information.
1.4.12 Port D I/O Pins (PTD6–PTD0/ATD8)
Port D is an 7-bit special-function port that shares seven of its pins with the ADC and one of its pins with the TIM. See Chapter 17 Timer Interface Module (TIM), Chapter 3 Analog-to-Digital Converter (ADC), and
Chapter 13 Input/Output Ports for more information.
1.4.13 Port E I/O Pins (PTE7/SPSCK–PTE0/TxD)
Port E is an 8-bit special function port that shares two of its pins with the TIM, four of its pins with the SPI, and two of its pins with the SCI. See Chapter 14 Serial Communications Interface (SCI), Chapter 16 Serial
Peripheral Interface (SPI), Chapter 17 Timer Interface Module (TIM), and Chapter 13 Input/Output Ports
for more information.
1.4.14 Port F I/O Pins (PTF3–PTF0/TCH2)
Port F is a 4-bit special function port that shares four of its pins with the TIM. See Chapter 17 Timer
Interface Module (TIM) and Chapter 13 Input/Output Ports for more information.

1.4.15 BDLC Transmit Pin (BDTxD)

This pin is the digital output from the BDLC module (BDTxD). See Chapter 19 Electrical Specifications for more information.
24 Freescale Semiconductor
Pin Assignments

1.4.16 BDLC Receive Pin (BDRxD)

This pin is the digital input to the BDLC module (BDRxD). See Chapter 19 Electrical Specifications for more information.
Table 1-1. External Pins Summary
Pin Name Function Driver Type
Hysteresis
(1)
Reset State
PTA7–PTA0 General-purpose I/O Dual state No Input Hi-Z
PTB7/ATD7–PTB0/ATD0 General-purpose I/O ADC channel Dual state No Input Hi-Z
PTC4–PTC0 General-purpose I/O Dual state No Input Hi-Z
PTD6/ATD14/TCLK ADC channel
ADC channel/timer external input clock
General-purpose I/O
Dual state No Input Hi-Z
PTD5/ATD13 ADC channel General-purpose I/O ADC channel Dual state No Input Hi-Z
PTD4/ATD12 ADC channel General-purpose I/O ADC channel Dual state No Input Hi-Z
PTD3/ATD11–PTD0/ATD8
ADC channels
PTE7/SPSCK General-purpose I/O SPI clock
PTE6/MOSI General-purpose I/O SPI data path
PTE5/MISO General-purpose I/O SPI data path
PTE4/SS
General-purpose I/O ADC channel Dual state No Input Hi-Z
Dual state
Open drain
Dual state
Open drain
Dual state
Open drain
Yes Input Hi-Z
Yes Input Hi-Z
Yes Input Hi-Z
General-purpose I/O SPI slave select Dual state Yes Input Hi-Z
PTE3/TCH1 General-purpose I/O TIM channel 1 Dual state Yes Input Hi-Z
PTE2/TCH0 General-purpose I/O TIM channel 0 Dual state Yes Input Hi-Z
PTE1/RxD General-purpose I/O SCI receive data Dual state Yes Input Hi-Z
PTE0/TxD General-purpose I/O SCI transmit data Dual state No Input Hi-Z
PTF3/TCH5 General-purpose I/O TIM channel 5 Dual state Yes Input Hi-Z
PTF2/TCH4 General-purpose I/O TIM channel 4 Dual state Yes Input Hi-Z
PTF1/TCH3 General-purpose I/O TIM channel 3 Dual state Yes Input Hi-Z
PTF0/TCH2 General-purpose I/O TIM channel 2 Dual state Yes Input Hi-Z
V
DD
V
SS
V
DDA/VDDAREF
V
SSA/VREFL
V
REFH
Chip power supply N/A N/A N/A
Chip ground N/A N/A N/A
ADC analog power supply
CGM analog power supply
ADC ground/ADC reference
low voltage CGM analog ground
N/A N/A N/A
N/A N/A N/A
A/D reference high voltage N/A N/A N/A
OSC1 External clock in N/A N/A Input Hi-Z
OSC2 External clock out N/A N/A Output
CGMXFC PLL loop filter cap N/A N/A N/A
IRQ External interrupt request N/A N/A Input Hi-Z
RST
Reset N/A N/A Output low
BDRxD BDLC serial input N/A Yes Input Hi-Z
BDTxD BDLC serial output Output No Output
1. Hysteresis is not 100% tested but is typically a minimum of 300 mV.
Freescale Semiconductor 25
General Description
Table 1-2. Clock Signal Naming Conventions
Clock Signal Name Description
CGMXCLK Buffered version of OSC1 from CGM
CGMOUT PLL-based or OSC1-based clock output from CGM
Bus clock CGMOUT divided by two
SPSCK SPI serial clock
TCLK External clock input for TIM
Table 1-3. Clock Source Summary
Module Clock Source
ADC CGMXCLK or bus clock
CAN CGMXCLK or CGMOUT
COP CGMXCLK
CPU Bus clock
FLASH Bus clock
EEPROM CGMXCLK or bus clock
RAM Bus clock
SPI Bus clock/SPSCK
SCI CGMXCLK
TIM Bus clock or PTD6/ATD14/TCLK
PIT Bus clock
SIM CGMOUT and CGMXCLK
IRQ Bus clock
BRK Bus clock
LVI Bus clock
CGM OSC1 and OSC2
26 Freescale Semiconductor

Chapter 2 Memory

2.1 Introduction

The CPU08 can address 64 Kbytes of memory space. The memory map, shown in Figure 2-1, includes:
• 32,256 bytes of FLASH EEPROM
• 1024 bytes of RAM
• 512 bytes of EEPROM with protect option
• 52 bytes of user-defined vectors
• 256 bytes of monitor ROM

2.2 Unimplemented Memory Locations

Accessing an unimplemented location can have unpredictable effects on MCU operation. In Figure 2-1 and in register figures in this document, unimplemented locations are shaded.

2.3 Reserved Memory Locations

Accessing a reserved location can have unpredictable effects on MCU operation. In Figure 2-1 and in register figures in this document, reserved locations are marked with the word Reserved or with the letter R.

2.4 Input/Output (I/O) Section

Addresses $0000–$004F, shown in Figure 2-2, contain the I/O data, status, and control registers.

2.5 Additional Status and Control Registers

Selected addresses in the range $FE00–$FF88 contain additional status and control registers as shown in Figure 2-3. A noted exception is the computer operating properly (COP) control register (COPCTL) at address $FFFF.

2.6 Vector Addresses and Priority

Addresses in the range $FFDA–$FFFF contain the user-specified vector locations. The vector addresses are shown in Table 2-1. It is recommended that all vector addresses are defined.
Freescale Semiconductor 27
Memory
$0000
↓
$004F
$0050
↓
$044F
$0450
↓
$07FF
$0800
↓
$09FF
$0A00
↓
$7FFF
$8000
↓
$FDFF
$FE00 SIM BREAK STATUS REGISTER (SBSR)
$FE01 SIM RESET STATUS REGISTER (SRSR)
$FE02 RESERVED
$FE03 SIM BREAK FLAG CONTROL REGISTER (SBFCR)
$FE04
↓
$FE08
$FE09 CONFIGURATION WRITE-ONCE REGISER 2 (CONFIG2)
$FE0A RESERVED
$FE0B RESERVED
$FE0C BREAK ADDRESS REGISTER HIGH (BRKH)
$FE0D BREAK ADDRESS REGISTER LOW (BRKL)
$FE0E BREAK STATUS AND CONTROL REGISTER (BSCR)
$FE0F LVI STATUS REGISTER (LVISR)
$FE10 EEPROM EEDIVH NONVOLATILE REGISTER (EEDIVHNVR)
$FE11 EEPROM EEDIVL NONVOLATILE REGISTER (EEDIVLNVR)
$FE12
↓
$FE19
$FE1A EEPROM EE DIVIDER HIGH REGISTER (EEDIVH)
$FE1B EEPROM EE DIVIDER LOW REGISTER (EEDIVL)
$FE1C EEPROM NONVOLATILE REGISTER (EENVR)
$FE1D EEPROM CONTROL REGISTER (EECR)
$FE1E RESERVED
$FE1F EEPROM ARRAY CONFIGURATION REGISTER (EEACR)
I/O REGISTERS (80 BYTES)
RAM (1024 BYTES)
UNIMPLEMENTED (944 BYTES)
EEPROM (512 BYTES)
UNIMPLEMENTED (30,208 BYTES)
FLASH (32,256 BYTES)
RESERVED
RESERVED
Figure 2-1. Memory Map
28 Freescale Semiconductor
$FE20
↓
$FF1F
$FF20
↓
$FF7F
$FF80 FLASH BLOCK PROTECT REGISTER (FLBPR)
$FF81
↓
$FF87
$FF88 FLASH CONTROL REGISTER (FLCR)
$FF89
↓
$FF8F
$FF90
↓
$FFBF
$FFC0
↓
$FFD9
$FFDA
↓
$FFFF
MONITOR ROM (256 BYTES)
UNIMPLEMENTED (80 BYTES)
RESERVED (7 BYTES)
RESERVED (6 BYTES)
UNIMPLEMENTED (48 BYTES)
RESERVED (26 BYTES)
VECTORS (38 BYTES)
Vector Addresses and Priority
Figure 2-1. Memory Map (Continued)
Addr.Register Name Bit 7654321Bit 0
Read:
(PTA)
Write:
Reset: Unaffected by reset
Read:
(PTB)
Write:
Reset: Unaffected by reset
Read: 0 0 0
(PTC)
Write:
Reset: Unaffected by reset
Read: 0
(PTD)
Write:
Reset: Unaffected by reset
Read:
Write:
Reset:00000000
PTA7 PTA6 PTA5 PTA4 PTA3 PTA2 PTA1 PTA0
PTB7 PTB6 PTB5 PTB4 PTB3 PTB2 PTB1 PTB0
PTC4 PTC3 PTC2 PTC1 PTC0
PTD6 PTD5 PTD4 PTD3 PTD2 PTD1 PTD0
DDRA7 DDRA6 DDRA5 DDRA4 DDRA3 DDRA2 DDRA1 DDRA0
= Unimplemented
= Reserved U = Unaffected
R
$0000
$0001
$0002
$0003
$0004
Port A Data Register
See page 149.
Port B Data Register
See page 151.
Port C Data Register
See page 153.
Port D Data Register
See page 155.
Data Direction Register A
(DDRA)
See page 149.
Figure 2-2. I/O Data, Status and Control Registers (Sheet 1 of 6)
Freescale Semiconductor 29
Memory
Addr.Register Name Bit 7654321Bit 0
Data Direction Register B
$0005
Data Direction Register C
$0006
Data Direction Register D
$0007
Port E Data Register
$0008
Port F Data Register
$0009
$000A Reserved RRRRRRRR
(DDRB)
See page 151.
(DDRC)
See page 153.
(DDRD)
See page 156.
See page 157.
See page 159.
Read:
Write:
Reset:00000000
Read:
Write:
Reset:00000000
Read: 0
Write:
Reset:00000000
Read:
Write:
(PTE)
Reset: Unaffected by reset
Read: 0 0 0 0
(PTF)
Write:
Reset: Unaffected by reset
DDRB7 DDRB6 DDRB5 DDRB4 DDRB3 DDRB2 DDRB1 DDRB0
MCLKEN
PTE7 PTE6 PTE5 PTE4 PTE3 PTE2 PTE1 PTE0
00
DDRC4 DDRC3 DDRC2 DDRC1 DDRC0
DDRD6 DDRD5 DDRD4 DDRD3 DDR2 DDRD1 DDRD0
PTF3 PTF2 PTF1 PTF0
$000B Reserved RRRRRRRR
Data Direction Register E
$000C
Data Direction Register F
$000D
$000E Reserved RRRRRRRR
$000F Reserved RRRRRRRR
SPI Control Register
$0010
SPI Status and Control
$0011
$0012
Register (SPSCR)
SPI Data Register
(DDRE)
See page 158.
(DDRF)
See page 160.
(SPCR)
See page 219.
See page 221.
(SPDR)
See page 223.
Read:
Write:
Reset:00000000
Read: 0 0 0 0
Write:
Reset:00000000
Read:
Write:
Reset:00101000
Read: SPRF 0 OVRF MODF SPTE 0
Write:
Reset:00001000
Read:R7R6R5R4R3R2R1R0
Write: T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 T0
Reset: Indeterminate after reset
DDRE7 DDRE6 DDRE5 DDRE4 DDRE3 DDRE2 DDRE1 DDRE0
DDRF3 DDRF2 DDRF1 DDRF0
SPRIE R SPMSTR CPOL CPHA SPWOM SPE SPTIE
SPR1 SPR0
= Unimplemented
= Reserved U = Unaffected
R
Figure 2-2. I/O Data, Status and Control Registers (Sheet 2 of 6)
30 Freescale Semiconductor
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